【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和基于位置服務(wù)的廣泛開(kāi)展引起了新一輪的無(wú)線定位研究熱潮。目前室外的定位系統(tǒng)利用衛(wèi)星和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),并充分結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了快速、準(zhǔn)確的定位。但是因?yàn)閼?yīng)用本身需求的差異,人們對(duì)室內(nèi)定位系統(tǒng)精度的要求遠(yuǎn)高于室外,再加上信號(hào)在有限的空間中更容易受到受墻壁、天花板、障礙物的遮擋,定位效果很難達(dá)到預(yù)期。在相關(guān)的工作中,由于采用的接收信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)處理方法、離線數(shù)據(jù)庫(kù)訓(xùn)練方法、在線位置估計(jì)算法以及實(shí)時(shí)追蹤算法涉及豐富的數(shù)學(xué)理論且存在可觀的改進(jìn)空間,基于位置指紋的Wi-Fi定位系統(tǒng)一直作為熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容受到了來(lái)自高校、研究所,以及企業(yè)研究團(tuán)隊(duì)的廣泛關(guān)注�；赗SSI位置指紋的Wi-Fi定位系統(tǒng)可以靈活設(shè)置參考點(diǎn),定位的實(shí)現(xiàn)不需要使用幾何法求解,避免了由初始測(cè)量值以及迭代計(jì)算過(guò)程所引入的誤差。但實(shí)際中不同的移動(dòng)終端讀出的RSSI數(shù)值會(huì)因?yàn)楣⿷?yīng)商和芯片組制造商使用不同的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)而存在差異,同時(shí)還可能受溫度、同頻信號(hào)等干擾因素的影響而發(fā)生明顯的波動(dòng)。由此本文進(jìn)行了單AP接收信號(hào)強(qiáng)度的采集實(shí)驗(yàn)并對(duì)RSSI數(shù)值的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的結(jié)果進(jìn)行的可視化分析展示了實(shí)際環(huán)境中Wi-Fi信號(hào)的功率傳播特性。針對(duì)因?qū)嶒?yàn)條件有限導(dǎo)致的理論工作者不能高效地獲取用于驗(yàn)證所提定位算法性能的豐富、可靠、有代表性的RSSI實(shí)測(cè)原始數(shù)據(jù)的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于雙射線追蹤的室內(nèi)RSSI指紋空間模型。該模型通過(guò)Friis方程與麥克斯韋方程組以射線追蹤的方式追蹤直射路徑上的接收信號(hào)強(qiáng)度,結(jié)合信號(hào)的能量反射系數(shù)又可以計(jì)算出經(jīng)反射后信號(hào)接收強(qiáng)度的變化情況,最后利用綜合了直射加單次反射的雙射線RSSI追蹤算法對(duì)空間參數(shù)已知的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行“直射+單次反射”雙類型共計(jì)七條射線的RSSI追蹤來(lái)建立位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)。這種模型的實(shí)現(xiàn)能夠?yàn)槎ㄎ凰惴ǖ尿?yàn)證環(huán)節(jié)提供大量的靈活、可靠的RSSI數(shù)據(jù),并提供對(duì)相同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下反復(fù)實(shí)驗(yàn)的支持,有利于理論研究的延續(xù)和深入。針對(duì)基于K近鄰預(yù)測(cè)的在線定位算法抗干擾能力差且只能逐一獨(dú)立地估計(jì)移動(dòng)軌跡上的各點(diǎn)的位置坐標(biāo)的問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)連續(xù)勻速移動(dòng)假設(shè)的建模引入Kalman濾波方法并聯(lián)合K近鄰實(shí)現(xiàn)了一種定位誤差隨在線軌跡增長(zhǎng)收斂的實(shí)時(shí)位置指紋定位算法。最后,本文通過(guò)大量的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提RSSI空間模型和聯(lián)合定位算法的有效性,總結(jié)已完成工作的同時(shí)對(duì)未來(lái)的研究方向也作了預(yù)測(cè)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN92

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本文編號(hào)：2536402